Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thu vải địa kỹ thuật

Đỗ Thanh 15/01/2019 22:20

Công ty CP WINBATA Việt Nam xin giới thiệu bộ tiêu chuẩn TCVN 9844:2013 Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thu vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu do Tổng cục Đường bộ Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố:

 

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9844 : 2013

YÊU CẦU THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU VẢI ĐỊA KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU

Requirements of design, construction and acceptance of geotextiles in embankment construction on soft ground

Lời nói đầu

TCVN 9844 : 2013 được xây dựng trên cơ sở tham khảo 22 TCN 248-98 Vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu - Tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu.

TCVN 9844 : 2013 do Tổng cục Đường bộ Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

MỤC LỤC

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Yêu cầu chung

5. Tính toán thiết kế

6. Thi công và nghiệm thu

 

 

YÊU CẦU THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU VẢI ĐỊA KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU

Requirements of design, construction and acceptance of geotextiles in embankment construction on soft ground

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về tính toán thiết kế, công nghệ thi công, kiểm tra và nghiệm thu vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đường đắp trên đất yếu với các chức năng chính của vải địa kỹ thuật như sau:

- Lớp phân cách dưới nền đắp;

- Lớp lọc thoát nước;

- Cốt gia cường tăng ổn định chống trượt.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 8220, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp xác định độ dày danh định;

TCVN 8221, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp xác định khối lượng trên đơn vị diện tích;

TCVN 8222, Vải địa kỹ thuật - Quy định chung về lấy mẫu và xử lý thống kê;

TCVN 8871-1, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định lực kéo giật và độ giãn dài kéo giật;

TCVN 8871-2, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định lực xé rách hình thang;

TCVN 8871-3, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định lực xuyên thủng CBR;

TCVN 8871-4, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định lực kháng xuyên thủng thanh;

TCVN 8871-5, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định áp lực kháng bục;

TCVN 8871-6, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định kích thước lỗ biểu kiến bằng phép thử sàng khô;

ASTM D 4355, Standard Test Method for Deterioration of Geotextiles by Exposureto Light, Moisture and Heat in Xenon Arc Type Apparatus (Phương pháp thử nghiệm độ hư hỏng của vải địa kỹ thuật dưới tác động của ánh sáng, độ ẩm và hơi nóng trong thiết bị Xenon Arc);

ASTM D 4491, Standard Test Method for Water Permeability of Geotextile by Permittivity (Phương pháp thử xác định khả năng thấm đứng của vải địa kỹ thuật bằng thiết bị Permittivity);

ASTM D 4595, Standard Test Method for Tensile Properties of Geotextiles by the Wide-Width Strip Method (Phương pháp thử xác định độ bền kéo của vải địa kỹ thuật theo bề rộng của mảnh vải);

ASTM D 4716, Standard Test Method for Determining (in-plane) Flow Rate per Unite Width and Hydralic Transmissivity of Geosynthetic Using a Constant Head (Phương pháp thử xác định tỷ lệ chảy trên đơn vị diện tích và độ thấm thủy lực của vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp sử dụng cột nước không đổi);

ASTM D4884, Standard Test Method for Strength of Sewn of Bonded Seams of Geotextiles (Phương pháp thử xác định cường độ đường may của vải Địa kỹ thuật).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

3.1. Vải địa kỹ thuật (geotextile)

Viết tắt là "vải", được sản xuất từ polyme tổng hợp, khổ rộng, dạng dệt, dạng không dệt hoặc dạng phức hợp, có chức năng gia cố, phân cách, bảo vệ, lọc, tiêu thoát nước. Vải được sử dụng cùng với các loại vật liệu khác như: đất, đá, bê tông… trong xây dựng công trình.

3.2. Vải không dệt (non woven geotextile)

Vải gồm các sợi vải phân bố ngẫu nhiên (không theo một hướng nhất định nào). Các sợi vải được liên kết với nhau theo phương pháp xuyên kim gọi là vải không dệt - xuyên kim, theo phương pháp ép nhiệt gọi là vải không dệt - ép nhiệt, bằng chất kết dính hóa học gọi là vải không dệt - hóa dính;

3.3. Vải dệt (woven geotextile)

Vải được sản xuất theo phương pháp dệt, trong đó các sợi vải hoặc các bó sợi được sắp xếp theo hai phương vuông góc với nhau;

3.4. Vải phức hợp (composite geotextile)

Vải được kết hợp bởi các bó sợi polyester, có cường độ chịu kéo cao và độ giãn dài kéo đứt nhỏ với một lớp vải không dệt, có khả năng thấm nước tốt;

3.5. Vải phân cách (separation geotextile)

Vải được đặt giữa 2 lớp vật liệu đắp hoặc giữa lớp vật liệu đắp và đất tự nhiên, có chức năng chính là ngăn ngừa sự trộn lẫn giữa 2 loại vật liệu có cấp phối khác nhau.

3.6. Vải gia cường (geotextile reinforcement)

Vải có cường độ chịu kéo cao và biến dạng kéo đứt nhỏ, có chức năng chính là cốt chịu kéo nhằm tăng khả năng chịu kéo của kết cấu, tăng khả năng chống trượt và giảm biến dạng của công trình.

4. Yêu cầu chung

4.1. Yêu cầu về vải

4.1.1. Các loại sợi dùng để sản xuất vải phải bao gồm không ít hơn 95% theo trọng lượng là polymer tổng hợp loại polypropylene, polyamide hoặc polyester.

4.1.2. Vải phải có các đặc trưng kỹ thuật thỏa mãn các yêu cầu thiết kế.

4.1.2.1. Vải làm lớp phân cách phải thỏa mãn các yêu cầu tại bảng 1.

Bảng 1 - Yêu cầu kỹ thuật của vải phân cách

Tên chỉ tiêu

Mức

Phương pháp thử

Vải loại 1

Vải loại 2

eg < 50 %

eg ≥ 50 %

eg < 50 %

eg ≥ 50 %

Lực kéo giật, N, không nhỏ hơn

1400

900

1100

700

TCVN 8871-1

Lực kháng xuyên thủng thanh, N, không nhỏ hơn

500

350

400

250

TCVN 8871-4

Lực xé rách hình thang, N, không nhỏ hơn

500

350

400

250

TCVN 8871-2

Áp lực kháng bục, kPa, không nhỏ hơn

3500

1700

2700

1300

TCVN 8871-5

Kích thước lỗ biểu kiến, mm

≤ 0,43 với đất có d15 > 0,075 mm

TCVN 8871-6

≤ 0,25 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15

≥ 0,075 với đất có d50 < 0,075 mm

Độ thấm đơn vị, s-1

≥ 0,50 với đất có d15 > 0,075 mm

ASTM D4491

≥ 0,20 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15

≥ 0,10 với đất có d50 < 0,075 mm

CHÚ THÍCH:

eg là độ giãn dài kéo giật khi đứt (tại giá trị lực kéo giật lớn nhất) theo TCVN 8871-1;

d15 là đường kính hạt của đất mà các hạt có đường kính nhỏ hơn nó chiếm 15 % theo trọng lượng;

d50­ là đường kính hạt của đất mà các hạt có đường kính nhỏ hơn nó chiếm 50 % theo trọng lượng.

4.1.2.2. Vải địa kỹ thuật làm cốt gia cường nhằm tăng ổn định chống trượt phải thỏa mãn các yêu cầu nêu tại bảng 2.

Bảng 2 - Yêu cầu kỹ thuật của vải gia cường

Các chỉ tiêu thử nghiệm

Mức

Phương pháp thử

Cường độ kéo, kN/m, không nhỏ hơn

Fmax tính toán theo công thức (2)

ASTM D4595

Độ bền kháng tia cực tím 500 h, %, không nhỏ hơn

70

ASTM D4355

Kích thước lỗ biểu kiến O95

≤ 0,43 với đất có d15 > 0,075 mm

≤ 0,25 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15

≤ 0,22 với đất có d50 < 0,075 mm

TCVN 8871-6

Độ thấm đơn vị, s-1, không nhỏ hơn

0,02

ASTM D4491

4.1.2.3. Vải địa kỹ thuật làm tầng lọc thoát nước phải thỏa mãn các yêu cầu nêu tại Bảng 3.

Bảng 3 - Yêu cầu kỹ thuật của vải làm tầng lọc thoát nước

Tên chỉ tiêu

Mức

Phương pháp thử

eg < 50 %

eg ≥ 50 %

Lực kéo giật, N, không nhỏ hơn

1100

700

TCVN 8871-1

Lực kháng xuyên thủng thanh, N, không nhỏ hơn

400

250

TCVN 8871-4

Lực xé rách hình thang, N, không nhỏ hơn

400

250

TCVN 8871-2

Áp lực kháng bục, kPa, không nhỏ hơn

2700

1300

TCVN 8871-5

Độ bền kháng tia cực tím 500 h, %, không nhỏ hơn

50

ASTM-D4355

Kích thước lỗ biểu kiến, mm

≤ 0,43 với đất có d15 > 0,075 mm

≤ 0,25 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15

≤ 0,22 với đất có d50 < 0,075 mm

TCVN 8871-6

Độ thấm đơn vị, s-1

≥ 0,5 với đất có d15 > 0,075 mm

≤ 0,2 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15

≤ 0,1 với đất có d50 < 0,075 mm

ASTM-D4491

4.2. Bao bì và bảo quản vải

4.2.1. Mỗi cuộn vải phải được dán nhãn cho thấy rõ ràng tên nhà sản xuất, tên chủng loại, số hiệu lô hàng và số hiệu cuộn vải.

4.2.2. Mỗi cuộn vải phải được bao gói bằng vật liệu phù hợp để bảo vệ cho vải không bị hư hỏng do vận chuyển hoặc do tác dụng của nước, ánh nắng mặt trời và các chất nhiễm bẩn khác.

4.3. Quy định về chỉ khâu vải

Chỉ khâu vải phải là chỉ khâu chuyên dùng có đường kính từ 1,0 mm đến 1,5 mm, lực kéo đứt của 1 sợi chỉ không nhỏ hơn 40 N.

5. Tính toán thiết kế

5.1. Vải địa kỹ thuật làm lớp phân cách

5.1.1. Nguyên tắc thiết kế

5.1.1.1. Vải phân cách phải được tính toán và lựa chọn phù hợp với đặc điểm địa chất nền, loại kết cấu áo đường, vật liệu nền đắp và tải trọng tác dụng trong quá trình thi công và vận hành.

5.1.1.2. Với đường có tầng mặt cấp cao thì bỏ qua ảnh hưởng của vải phân cách khi tính toán chiều dày kết cấu của các lớp móng, chỉ xem xét ảnh hưởng của vải trong tính toán chiều dày tối thiểu của lớp đắp đầu tiên trên mặt vải nhằm đảm bảo đất nền không bị xáo động hoặc phá hoại cục bộ dưới tác dụng của thiết bị thi công.

5.1.1.3. Chiều rộng rải vải khi thiết kế phải lớn hơn chiều rộng của nền đường không nhỏ hơn 1,0 m để cuốn phủ lên lớp thứ nhất của lớp cát thoát nước ngang (thay thế tầng lọc ngược hai bên nền đường).

5.1.2. Lựa chọn loại vải làm lớp phân cách

Căn cứ trên chỉ số sức chịu tải CBR hoặc sức kháng cắt không thoát nước Su­ của đất nền bên dưới mặt vải, chiều dày của lớp đầm bên trên mặt vải và áp lực của bánh xe tác dụng lên lớp đắp đầu tiên trên mặt vải để lựa chọn loại vải quy định tại Bảng 4.

Bảng 4 - Lựa chọn loại vải phân cách

CBR, % hoặc Su, kPa
của lớp đất bên dưới lớp vải

CBR < 1

1 ≤ CBR ≤ 3

CBR > 3

Su < 30

30 ≤ Su­ ≤ 90

Su­ > 90

Áp lực bánh xe, kPa

> 350

≤ 350

> 350

≤ 350

> 350

≤ 350

Chiều dày lớp đầm trên mặt vải, mm

 

 

 

 

 

 

100

C

C

L1

L1

L2

L2

150

C

C

L1

L1

L2

L2

300

C

L1

L2

L2

L2

L2

450

L1

L1

L2

L2

L2

L2

CHÚ THÍCH:

Su: Sức kháng cắt không thoát nước của đất;

CBR: chỉ số sức chịu tải của đất;

C: cần phải tăng chiều dày lớp đầm hoặc phải có giải pháp kỹ thuật khác;

L1: vải loại 1 nêu trong Bảng 1;

L2: vải loại 2 nêu trong Bảng 1.

5.2. Vải làm cốt gia cường

5.2.1. Nguyên tắc thiết kế

5.2.1.1. Vải gia cường có thể bố trí một hoặc nhiều lớp. Nếu bố trí nhiều lớp thì khoảng cách giữa các lớp phải bằng bội số của chiều dày lớp đắp.

5.2.1.2. Chiều rộng vải gia cường khi thiết kế phải lớn hơn chiều rộng của nền đường mỗi bên, đảm bảo để cuốn phủ lên lớp đắp thứ nhất trên nó và nằm dưới lớp đắp tiếp theo không nhỏ hơn 1,0 m.

5.2.1.3. Nếu vải gia cường có kết hợp chức năng phân cách và thoát nước cho nền đất yếu thì nên chọn loại vải phức hợp.

5.2.1.4. Cần hạn chế đến mức ít nhất số lượng mối nối trên phương chịu lực chính của vải gia cường.

5.2.2. Xác định các thông số liên quan đến vải gia cường khi tính toán ổn định trượt nền đường đắp trên đất yếu

5.2.2.1. Các yêu cầu về ổn định

Mức độ ổn định dự báo theo kết quả tính toán đối với mỗi đợt đắp (đắp nền và đắp gia tải trước) và đối với nền đắp theo thiết kế (có xét đến tải trọng xe cộ dừng xe tối đa trên nền) phải bằng hoặc lớn hơn mức độ ổn định tối thiểu theo yêu cầu của dự án.

CHÚ DẪN:

I - Vùng hoạt động (khối trượt);

II - Vùng bị động (vùng vải địa kỹ thuật đóng vai trò neo giữ);

F - Lực giữ khối trượt của vải gia cường (kN/m);

Y - Cánh tay đòn của lực F đối với tâm trượt nguy hiểm nhất (m);

R - Bán kính cung trượt nguy hiểm nhất;

h - Chiều cao đất đắp (m);

hi - Chiều cao lớp đất đắp thứ I (m);

l1 và l2 - Chiều dài vải trong phạm vi vùng hoạt động và vùng bị động (m).